内容正文:
2025-2026学年九年级下册物理单元检测卷
第十六章·基础通关
一、单项选择题(共7小题,每小题3分,共21分)
1
2
3
4
5
6
7
C
B
D
B
A
B
D
二、填空题(共9小题,每空1分,共27分)
8.N 半导体 不变
9.S/南 顺 逆
10.异名 用电器 化学能
11.(1)AB;(2)3.8 170
12.南 不重合 沈括
13.没有 磁化 S
14.(1)两端 中间 磁极;(2)D
15.S 排斥
16.S 变快 将滑动变阻器接入电路的阻值调小些
三、实验题(共3小题,每空1分,共21分)
17.(1)二力平衡 乙;(2)较少 较大 铝不是磁性物质(或铝不能被磁化);(3)厚度;(4)将磁卡放入铁盒中
18.(1)磁场 N 条;(2)电流;(3)正 强 N
19.(1)弹簧测力计示数的大小;(2)变大 增大 增强;(3)电流 减小 多
四、计算题(共2小题,共15分)
20.(1)1100 W;(2)2.156×103J
解:(1)加热状态下,工作电路中只有电阻R1接在电源(220 V)上。R1=44 Ω,则由欧姆定律得电流
电路功率P=UI=220V×5A=1100W
(2)水温达到50℃后,由图可知,工作电路中两电阻串联,由欧姆定律可得电路中总电阻
由串联电路电阻规律有R=R1+R2,故R2=2200Ω−44Ω=2156Ω
在保温状态下,R2产生的热量
21.(1)1500Pa;(2)50Ω;(3)0.8 × 10³ kg/m³
解:(1)水对容器乙底部的压强为
(2)当水位为时,水对容器乙底部的压力为
由图3可知,当时,力敏元件的电阻
根据欧姆定律,此时控制电路中的电流为……①
当柱形物块放入乙中后,水位升高至
水面上升的高度
物块排开水的体积等于水在甲、乙两容器中上升的总体积,设物块浸入水中的体积为
物块浸入水中的深度为
物块浸入水中的深度为,物块的高度,物块浸入水中的深度小于物块的高度,所以物块漂浮在水面上,物块漂浮时,对容器乙底部没有额外的压力。
此时水对容器乙底部的压强为
水对容器乙底部的压力为
由图3可知,当时,力敏元件的电阻
此时控制电路中的电流为……②
由题意可知……③
联立①②③可得
(3)由小问2可知,物块漂浮在水面上,其重力等于所受的浮力。
物块受到的浮力为
所以物块的重力
物块的质量为
物块的体积为
物块的密度为
五、综合能力题(共3小题,共16分)
22.(1)开关 S;(2)减小;(3);(4)2;(5)增大 温度越高,阻值变化越慢
23.(1)开关;(2)增大;(3)2;(4)1.8;(5)温度越高,R1阻值变化越慢
24.(1)S;(2)S;(3)相反 负
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$2025-2026学年九年级下册物理单元检测卷
第十六章·基础通关
建议用时:90分钟,满分:100分
一、单项选择题(共7小题,每小题3分,共21分)
.:
1.及时对所学知识进行梳理,是一种优秀的习惯。下面表格中的相关知
识,完全正确的一组是()
A.仪器与原理
B.科学家与贡献
实验室温度计
液体的热胀冷缩
欧姆
欧姆定律
:
验电器
异种电荷相互吸引
奥斯特
判断通电螺线管磁极方向
:
C.电磁学知识与运用
D.能源与材料及其特点
:
磁悬浮列车
磁极间相互作用
铅锑合金作为保险丝材料
铅锑合金熔点高
电炉子
电流的热效应
火箭用液氢做燃料
液氢的热值高
2.如图所示,科技小组同学在自制指南针活动中,用条形磁体将缝衣针
:
磁化后,放在水中漂浮的一片树叶上。多次轻轻旋转树叶,待树叶静止
后,观察到树叶的尖端总是指向南方。下列说法中正确的是()
电源
:
第2题图
第3题图
第4题图
A.树叶尖端指向地磁场的南极B.树叶尖端应标注为S极
C.树叶尖端会排斥磁体的N极D.自制指南针周围存在着磁感线
3.如图所示,通电螺线管旁的小磁针静止在图示位置。关于该装置,下
列说法正确的是()
:
A.电源的右端是正极,电流方向从右到左
B.仅将电源正负极对调,通电螺线管的磁性强弱会发生改变
℃.最终决定螺线管磁极的是电源正负极接法,与线圈绕向无关
:
D.该螺线管的右端为N极,依据是小磁针N极指向与磁场方向相同
4.如图是小高同学画出的条形磁体的磁场分布图,以下说法正确的是
()
A.小高所画的条形磁体的磁场根本不存在
B.该条形磁体的右端为N极,左端为S极
:
C.a处的磁场强弱与b处的磁场强弱相同
:
D,用细线悬吊条形磁体中间,静止时条形磁体的N极可以指向任意方向
5.下列关于磁场和磁感线的说法中正确的是()
A.
磁感线用来描述磁场的分布情况
B.磁感线越密的地方磁场的磁性越弱
C.小磁针S极指向即该点磁场方向
:
D.磁场和磁感线都是真实存在的
6.下列关于磁现象的叙述,其中正确的是()
A.在磁体周围放入小磁针,磁体产生磁场,取走小磁针,磁体周围的磁场就消
失了
B.某一点的磁场方向就是放在该点的小磁针北极受力方向
C.地磁场的磁感线是真实存在的,只是人眼看不到
:
试题第1页(共6页)
D.磁感线是有方向的,在地磁场的磁感线都是从地理的北极出发,指向南极
7.某同学研究磁体周围的磁场情况时,将一根条形磁体放在水平桌面
上,在它周围放置一些小磁针,小磁针的指向情况如图甲所示:将小
磁针拿掉之后,在条形磁体上面放一块有机玻璃,在有机玻璃上均匀
撒一层铁屑,轻轻敲打有机玻璃,可以看到铁屑的分布情况如图乙所
示:根据图甲和图乙所示的实验现象,用磁感线描述条形磁体周围的
磁场情况,如图丙所示。下列说法错误的是(
第7题图
第10题图
A.图甲所示的实验,研究的是条形磁体周围的磁场方向特点
B.图乙所示的实验,研究的是条形磁体周围的磁场分布特点
C.图丙所示的条形磁体周围的磁感线,是人们为了描述磁场而建立的物理模
型
D.由图丙可知,条形磁体周围的磁场是由磁感线组成的
二、填空题(共9小题,每空1分,共27分)
8.户外爱好者常佩戴具有指南针和GPS定位功能的运动手表,如图
所示,指向地理北极的是指南针的(选填'或S”)极。手表
的内部集成电路和芯片主要是由
材料制作而成的。手表从西安
拿到西藏去,质量大小
(选填“变大变小”或“不变”)。
电源
磁体N极
第8题图
第9题图
第11题图
9.福州科技馆展出的磁动轮是根据异名磁极相互吸引的原理制成的,
每个轮的边缘装有12个侧放的柱形磁体,如图所示。当推动A轮转
动时,其他3个轮会随之转动,若A轮磁体外侧是N极,则C轮磁
体外侧是
极。如果A轮逆时针转动,C轮将
(选
填顺或逆”,下同)时针转动,D轮将
时针转动。
10.如图所示,是一款磁吸式数据线,线体可以和不同型号的磁性充
电头吸附对接,达到一线多头的使用效果,线体和磁性充电头吸附的
原理是
磁极互相吸引:在给手机充电时,手机电池相当于
(选填“电源或“用电器”),充电过程中的能量转化是电能转
化为
11.图甲为热敏电阻的Rt图像,图乙为用此热敏电阻R和电磁继电
器组成的一个简单恒温箱温控电路(UJ为恒压电源),继电器线圈的电
阻为1002,图中的“电源是恒温箱加热器的电源,当线圈中的电流大
于或等于20A时,衔铁被吸合,加热器停止工作,实现温控。
(1)恒温箱内的加热器应接在
(选填“AB或CD)端。
(2)要实现对50C~150℃之间任一温度的控制,该装置恒压电源U至
少为V;若恒压电源U为6V,则滑动变阻器R'的最大阻值至
少为2。
12.如图所示,地磁场的形状跟条形磁体的磁场相似,地磁场的N极
试题第2页(共6页)
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在地理
极附近。地理两极与地磁两极
一,世界上最早记述这
一现象的人是我国宋代学者
地磁的
南极
B
地理南极
第12题图
第13题图
第14题图
13.将软铁棒AB夹在铁架台上,它不能吸引铁架台上的图钉,说明此
时软铁棒磁性。将条形磁体靠近软铁棒的A端,如图所示,观察
到软铁棒的B端能吸引图钉,这一现象叫作一,此时软铁棒的B端
应是■
极。
14.将一条形磁体放在均匀撒满铁屑的玻璃板上,把磁体拿起来时,现
象如图甲所示,则:1)条形磁体
的磁性最强,
的磁性最弱。
磁体吸引能力最强的两个部位叫作
。(2)若将该条形磁体分为两段,
如图乙所示,则每段
(填字母)。
A.有一个磁极
B.没有磁极
C.有两个同名磁极
D.有两个异名磁极
15.小明将一根条形磁体悬挂起来,用另一根条形磁体靠近悬挂的磁体
时,出现如图所示的现象。悬挂的磁体右端是极;仅将手中条形
磁体的N、S极对调,则两磁体会相互
(选填吸引”或“排斥”)。
栏杆
第15题图
第16题图
16.如图所示为模拟车辆出入自动控制闸的简化电路,车牌识别成功相
当于图中开关S闭合,线圈的电阻及栏杆转动时的摩擦忽略不计,此时
栏杆顺时针转动,线圈的上端是
(选填或S”)极;当将滑动
变阻器滑片向上滑动时,开关闭合,则栏杆抬起的速度会
(选填“变
快”或“变慢),若电源电压下降,栏杆不能抬起,除了更换电源外,请
你写出能使栏杆正常抬起的方法
(写出一种即可)。
三、实验题(共3小题,每空1分,共21分)
17.磁体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质。小蕊和小昌同学想探究磁
体对回形针的吸引力的大小与放入它们之间的物体的哪些因素有关。请
你参与探究并解决一些问题。
纸片
纸月
(1)如图ā,保持磁体和纸片间的距离一定,在纸片上放上不同的物体时,
通过比较纸片下面能吸附的回形针数量,比较磁体对回形针吸引力的大
小。回形针的放置有图b中的甲、乙两种方法,依据的条件,回
形针在磁场中某点受到的吸引力等于它的重力,应选择图b中的
试题第3页(共6页)
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方法。
(2)选择正确的方法后,他们在纸片上分别放入形状、面积和厚度相同,
材料不同的铁板、铝板等,观察能吸引的回形针个数,多次实验后将数
据记录在下表中。
磁体与纸片之间放入的
不放物
铁
镍
铝
陶瓷
玻璃
塑料
物体
体
板
板
板
板
板
吸引回形针数量/个
3
3
3
①分析数据,可以得出其他条件相同时,放入铁板或镍板,吸引回形针
的数量一,
说明铁板和镍板对吸引力的影响
,即对磁性屏蔽
效果明显。
②铁、镍、铝都是导体,而铝对磁性屏蔽效果不明显,原因可能是
(3)他们在纸片上分别放入形状和相同、面积不同的铁板,发现铁
板面积越大,吸住的回形针数量越少。
(④)日常生活中,磁卡常受外界磁场影响而出现消磁现象。请你根据含有
铁、镍的物体对磁性屏蔽效果明显的性质,写出一种保护磁卡磁性的方
法:
(合理即可)。
18.小明用如图所示的装置探究“通电螺线管外部磁场的分布”。
(1)在螺线管四周不同的位置放置能自由转动的小磁针,小磁针静置后,
闭合开关,发现小磁针发生偏转,说明通电螺线管周围存在
①小磁针静止时的指向如图所示,根据磁现象知识可知,通电螺线管左
端为
极。
②通过观察图中小磁针静止时的状态可知通电螺线管外部的磁场与
形磁体的磁场相似。
(②)将电源正负极对调,闭合开关,发现小磁针偏转方向与原来相反,说
明通电螺线管外部磁场方向与」
方向有关。
(3)根据题中信息判断α端应接电源的
极:小明将一铁芯插
入螺线管中,其磁场强度会变
:实验中,通电螺线管外部某
点磁场方向可以用该点小磁针静止时
极所指方向表示。
19.某同学想探究电磁铁磁性的强弱与哪些因素有关,他连接了如图所
示的电路进行实验。弹簧测力计下悬挂一根软铁棒P,电磁铁Q的匝数
大于H的匝数,所绕的铜线规格相同。
嬗
(1)该实验是通过
来反映电磁铁磁性的强弱。
(2)当滑动变阻器滑片向左移动时,线圈中的电流
(选填变大
或“变小”),观察到弹簧测力计的示数
(选填增大或减小”),
说明电磁铁磁性
(选填“增强或“减弱”)。
(3)若探究电磁铁磁性的强弱与线圈匝数是否有关,可以用电磁铁H替换
电磁铁Q,保持电磁铁与P的距离不变,同时调节滑动变阻器,控制
试题第4页(共6页)
不变。观察到弹簧测力计的示数
(选填“增大或“减小”),
说明线圈匝数越
,电磁铁磁性越强。
四、计算题(共2小题,共15分)
20.一个有加热和保温两种状态的微型电热水器,内部简化电路如图
所示,它由控制电路和工作电路两部分组成,其中R。为热敏电阻,它
的阻值随温度的升高而减小,开关$和$都闭合时,电热水器开始加
热,当电热水器中水的温度达到50℃时,电磁铁才会把衔铁吸下,使
B、C两个触点接通,电热水器处于保温状态,此时电路中电流为0.1A。
已知R1-442。求:
点A
铁
S
0220V0
控制电路
工作电路
()电热水器处于加热状态时工作电路的功率:
(2)当温度达到50℃后,通电100s,R2产生的热量。
21.如图1是小英设计的一种自动喂水器原理简化图,其中饮水槽甲
和容器乙的底部通过细管连通,甲、乙均为薄壁柱形容器,底面积
S甲=300cm2,S2-500cm2。乙的底部安装有一个水位感应装置,主要由力
敏元件R2构成(R2刚好铺满乙的底部),通过感知水对乙底部的压力
来实现控制注水系统的进水口阀门的开与关,当甲的水位2I5cm时,
进水口阀门自动关闭,停止供水,如图2。R2的阻值随压力的变化关
系如图3。当水位上升到15cm时,控制电路中的电流为1,此时将
个底面积为250cm2、高为20cm的柱形物块放入乙中,该物块静止时,
甲的水位高为20cm,控制电路中的电流为I2,已知1:2=9:10。(R2的
体积忽略不计,不计电磁铁线圈的电阻,甲、乙液面始终相平,整个
过程物块保持竖直状态,且无水溢出,g取10N/kg,P水1.0×103kg/m3)。
求:
↑R/
100
进水口阀门8注水
阀门丁阀门用
系统
关闭
打
装置装置
60
40
感应
工
装
20
U
控制电路
工作电路
050100150200FN
图1
图2
图3
(1)当水位上升到15cm时,水对容器乙底部的压强。(2)R1的阻值。(3)
物块的密度。
五、综合能力题(共3小题,共16分)
22.阅读短文,回答问题。
制冷器
↑热敏电阻R/2
100
75
50
R
R
25
H-
Lo220Vo-
控制电路
工作电路
012345678温度℃
甲
为延长蔬果保鲜时间,某同学帮助菜农设计了蔬果保鲜仓库的自动制
冷装置,装置如图甲所示。控制电路中电源电压恒定,R1为热敏电阻,
试题第5页(共6页)
R1阻值随温度的变化关系如图乙所示,R2为定值电阻,阻值为52,电
磁铁线圈阻值忽略不计。当温度升高到5℃时,控制电路中电流达到
100nA,衔铁吸下,制冷器启动工作;当电流降至37.5mA时,衔铁弹
回,工作电路断开制冷器停止工作,如此进行间歇性循环工作。
(1)图甲电路中电磁继电器相当于一个,
(选填“开关”或“电源):
..·.·
通电后,电磁铁上端是极:
(2)温度升高时,热敏电阻R1的阻值将
(选填“增大”或“减小”):
(3)若在控制电路中加一个电压表,使得温度升高时,电压表示数变大,
应加在
(选填“R1”或“R2”)两端;
☑
(④)该装置所控制的最低温度为
℃:
(⑤)若要提高该装置所控制的最低温度,应更换R2,将R2的阻值
卡
(选填“增大”或“减小”),但此时最高温和最低温的温度差可能将增大,
理由是
23.阅读短文,回答问题:
张
为延长蔬果保鲜时间,某同学帮助菜农设计了蔬果保鲜仓库的自动制冷
装置,装置如图甲所示。控制电路中电源电压恒定,R1为热敏电阻,R1
阻值随温度的变化关系如图乙所示,R为定值电阻,阻值为5,电磁
>泗
铁线圈阻值忽略不计。当温度升高到5C时,控制电路中电流达到100A,
衔铁吸下,制冷器启动工作;当电流降至37.5mA时,衔铁弹回,工作
游
举
电路断开,制冷器停止工作,如此进行间歇性循环工作。图丙为工作电
路某1小时内制冷器功率与时间的关系图。请完成下列问题:
样
制冷器
↑热敏电阻R(欧姆)
制冷器功率(瓦)
100
240
O
R
时间(分钟)
-白
温度(摄氏度)
Lo220Vo-
控制电路
工作电路
012345678
0102030405060
甲
公
才
(1)图甲电路中电磁继电器相当于一个
(开关/电源);
(2)温度降低时,热敏电阻R1的阻值将
(增大/减小):
(3)该装置所控制的最低温度℃:
园
(④一小时内,工作电路制冷器消耗的总电能
千瓦时:
(⑤)如果要提高该装置所控制的最低温度,应更换R2,将R2的阻值增大,
但此时最高温和最低温的温度差可能将增大,理由是
24.通电螺线管的外部磁场与条形磁体周围磁场相似,如图1所示。
.……
性
o
O
图1
图2
图3
(1)螺线管实际上就是由多个单匝圆形线圈组成,通电螺线管的磁场可以
看成由每一个单匝圆形通电线圈的磁场叠加而成,现有一单匝圆形通电
线圈中的电流方向如图2所示,则其B端是极(选填或“S)。
(2)地球周围存在磁场,则图3中地球上方为地磁
极(选填N或
S”)。
(3)有学者认为,地磁场是由于地球带电自转形成环形电流引起的,结合
图1和图2分析推断:地球的环形电流方向与地球自转方向一(选
o
O
填“相同”或“相反”)。物理学规定正电荷定向移动的方向为电流方向,那
么地球带(选填“正”或“负”)电。
.……
试题第6页(共6页)………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○………………
………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○………………
此卷只装订不密封
………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○………………
………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○………………
… 学校:______________姓名:_____________班级:_______________考号:______________________
2025-2026学年九年级下册物理单元检测卷
第十六章·基础通关
建议用时:90分钟,满分:100分
一、单项选择题(共7小题,每小题3分,共21分)
1.及时对所学知识进行梳理,是一种优秀的习惯。下面表格中的相关知识,完全正确的一组是( )
A.仪器与原理
B.科学家与贡献
实验室温度计
液体的热胀冷缩
欧姆
欧姆定律
验电器
异种电荷相互吸引
奥斯特
判断通电螺线管磁极方向
C.电磁学知识与运用
D.能源与材料及其特点
磁悬浮列车
磁极间相互作用
铅锑合金作为保险丝材料
铅锑合金熔点高
电炉子
电流的热效应
火箭用液氢做燃料
液氢的热值高
2.如图所示,科技小组同学在自制指南针活动中,用条形磁体将缝衣针磁化后,放在水中漂浮的一片树叶上。多次轻轻旋转树叶,待树叶静止后,观察到树叶的尖端总是指向南方。下列说法中正确的是( )
第2题图 第3题图 第4题图
A.树叶尖端指向地磁场的南极 B.树叶尖端应标注为S极
C.树叶尖端会排斥磁体的N极 D.自制指南针周围存在着磁感线
3.如图所示,通电螺线管旁的小磁针静止在图示位置。关于该装置,下列说法正确的是( )
A.电源的右端是正极,电流方向从右到左
B.仅将电源正负极对调,通电螺线管的磁性强弱会发生改变
C.最终决定螺线管磁极的是电源正负极接法,与线圈绕向无关
D.该螺线管的右端为N极,依据是小磁针N极指向与磁场方向相同
4.如图是小高同学画出的条形磁体的磁场分布图,以下说法正确的是( )
A.小高所画的条形磁体的磁场根本不存在
B.该条形磁体的右端为N极,左端为S极
C.a处的磁场强弱与b处的磁场强弱相同
D.用细线悬吊条形磁体中间,静止时条形磁体的N极可以指向任意方向
5.下列关于磁场和磁感线的说法中正确的是( )
A.磁感线用来描述磁场的分布情况
B.磁感线越密的地方磁场的磁性越弱
C.小磁针S极指向即该点磁场方向
D.磁场和磁感线都是真实存在的
6.下列关于磁现象的叙述,其中正确的是( )
A.在磁体周围放入小磁针,磁体产生磁场,取走小磁针,磁体周围的磁场就消失了
B.某一点的磁场方向就是放在该点的小磁针北极受力方向
C.地磁场的磁感线是真实存在的,只是人眼看不到
D.磁感线是有方向的,在地磁场的磁感线都是从地理的北极出发,指向南极
7.某同学研究磁体周围的磁场情况时,将一根条形磁体放在水平桌面上,在它周围放置一些小磁针,小磁针的指向情况如图甲所示;将小磁针拿掉之后,在条形磁体上面放一块有机玻璃,在有机玻璃上均匀撒一层铁屑,轻轻敲打有机玻璃,可以看到铁屑的分布情况如图乙所示;根据图甲和图乙所示的实验现象,用磁感线描述条形磁体周围的磁场情况,如图丙所示。下列说法错误的是( )
第7题图 第10题图
A.图甲所示的实验,研究的是条形磁体周围的磁场方向特点
B.图乙所示的实验,研究的是条形磁体周围的磁场分布特点
C.图丙所示的条形磁体周围的磁感线,是人们为了描述磁场而建立的物理模型
D.由图丙可知,条形磁体周围的磁场是由磁感线组成的
二、填空题(共9小题,每空1分,共27分)
8.户外爱好者常佩戴具有指南针和GPS定位功能的运动手表,如图所示,指向地理北极的是指南针的 (选填“N”或“S”)极。手表的内部集成电路和芯片主要是由 材料制作而成的。手表从西安拿到西藏去,质量大小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
第8题图 第9题图 第11题图
9.福州科技馆展出的磁动轮是根据异名磁极相互吸引的原理制成的,每个轮的边缘装有12个侧放的柱形磁体,如图所示。当推动A轮转动时,其他3个轮会随之转动,若A轮磁体外侧是N极,则C轮磁体外侧是 极。如果A轮逆时针转动,C轮将 (选填“顺”或“逆”,下同)时针转动,D轮将 时针转动。
10.如图所示,是一款磁吸式数据线,线体可以和不同型号的磁性充电头吸附对接,达到一线多头的使用效果,线体和磁性充电头吸附的原理是_______磁极互相吸引;在给手机充电时,手机电池相当于_______(选填“电源”或“用电器”),充电过程中的能量转化是电能转化为_______。
11.图甲为热敏电阻的R—t图像,图乙为用此热敏电阻R和电磁继电器组成的一个简单恒温箱温控电路(U为恒压电源),继电器线圈的电阻为100Ω,图中的“电源”是恒温箱加热器的电源,当线圈中的电流大于或等于20mA时,衔铁被吸合,加热器停止工作,实现温控。
(1)恒温箱内的加热器应接在 (选填“AB”或“CD”)端。
(2)要实现对50℃~150℃之间任一温度的控制,该装置恒压电源U至少为 ;若恒压电源为6V,则滑动变阻器R'的最大阻值至少为 。
12.如图所示,地磁场的形状跟条形磁体的磁场相似,地磁场的N极在地理 极附近。地理两极与地磁两极 ,世界上最早记述这一现象的人是我国宋代学者
第12题图 第13题图 第14题图
13.将软铁棒AB夹在铁架台上,它不能吸引铁架台上的图钉,说明此时软铁棒 磁性。将条形磁体靠近软铁棒的A端,如图所示,观察到软铁棒的B端能吸引图钉,这一现象叫作 ,此时软铁棒的B端应是 极。
14.将一条形磁体放在均匀撒满铁屑的玻璃板上,把磁体拿起来时,现象如图甲所示,则:(1)条形磁体 的磁性最强, 的磁性最弱。磁体吸引能力最强的两个部位叫作 。(2)若将该条形磁体分为两段,如图乙所示,则每段______(填字母)。
A.有一个磁极 B.没有磁极
C.有两个同名磁极 D.有两个异名磁极
15.小明将一根条形磁体悬挂起来,用另一根条形磁体靠近悬挂的磁体时,出现如图所示的现象。悬挂的磁体右端是 极;仅将手中条形磁体的N、S极对调,则两磁体会相互 (选填“吸引”或“排斥”)。
第15题图 第16题图
16.如图所示为模拟车辆出入自动控制闸的简化电路,车牌识别成功相当于图中开关S闭合,线圈的电阻及栏杆转动时的摩擦忽略不计,此时栏杆顺时针转动,线圈的上端是 (选填“N”或“S”)极;当将滑动变阻器滑片向上滑动时,开关闭合,则栏杆抬起的速度会 (选填“变快”或“变慢”),若电源电压下降,栏杆不能抬起,除了更换电源外,请你写出能使栏杆正常抬起的方法 (写出一种即可)。
三、实验题(共3小题,每空1分,共21分)
17.磁体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质。小蕊和小昌同学想探究磁体对回形针的吸引力的大小与放入它们之间的物体的哪些因素有关。请你参与探究并解决一些问题。
(1)如图a,保持磁体和纸片间的距离一定,在纸片上放上不同的物体时,通过比较纸片下面能吸附的回形针数量,比较磁体对回形针吸引力的大小。回形针的放置有图b中的甲、乙两种方法,依据 的条件,回形针在磁场中某点受到的吸引力等于它的重力,应选择图b中的 方法。
(2)选择正确的方法后,他们在纸片上分别放入形状、面积和厚度相同,材料不同的铁板、铝板等,观察能吸引的回形针个数,多次实验后将数据记录在下表中。
磁体与纸片之间放入的物体
不放物体
铁板
镍板
铝板
陶瓷板
玻璃板
塑料板
吸引回形针数量/个
4
1
1
3
3
3
3
①分析数据,可以得出其他条件相同时,放入铁板或镍板,吸引回形针的数量 ,说明铁板和镍板对吸引力的影响 ,即对磁性屏蔽效果明显。
②铁、镍、铝都是导体,而铝对磁性屏蔽效果不明显,原因可能是 。
(3)他们在纸片上分别放入形状和 相同、面积不同的铁板,发现铁板面积越大,吸住的回形针数量越少。
(4)日常生活中,磁卡常受外界磁场影响而出现消磁现象。请你根据含有铁、镍的物体对磁性屏蔽效果明显的性质,写出一种保护磁卡磁性的方法: (合理即可)。
18.小明用如图所示的装置探究“通电螺线管外部磁场的分布”。
(1)在螺线管四周不同的位置放置能自由转动的小磁针,小磁针静置后,闭合开关,发现小磁针发生偏转,说明通电螺线管周围存在 ;
①小磁针静止时的指向如图所示,根据磁现象知识可知,通电螺线管左端为 极。
②通过观察图中小磁针静止时的状态可知通电螺线管外部的磁场与 形磁体的磁场相似。
(2)将电源正负极对调,闭合开关,发现小磁针偏转方向与原来相反,说明通电螺线管外部磁场方向与 方向有关。
(3)根据题中信息判断a端应接电源的 极;小明将一铁芯插入螺线管中,其磁场强度会变 ;实验中,通电螺线管外部某点磁场方向可以用该点小磁针静止时 极所指方向表示。
19.某同学想探究电磁铁磁性的强弱与哪些因素有关,他连接了如图所示的电路进行实验。弹簧测力计下悬挂一根软铁棒P,电磁铁Q的匝数大于H的匝数,所绕的铜线规格相同。
(1)该实验是通过 来反映电磁铁磁性的强弱。
(2)当滑动变阻器滑片向左移动时,线圈中的电流 (选填“变大”或“变小”),观察到弹簧测力计的示数 (选填“增大”或“减小”),说明电磁铁磁性 (选填“增强”或“减弱”)。
(3)若探究电磁铁磁性的强弱与线圈匝数是否有关,可以用电磁铁H替换电磁铁Q,保持电磁铁与P的距离不变,同时调节滑动变阻器,控制 不变。观察到弹簧测力计的示数 (选填“增大”或“减小”),说明线圈匝数越 ,电磁铁磁性越强。
四、计算题(共2小题,共15分)
20.一个有加热和保温两种状态的微型电热水器,内部简化电路如图所示,它由控制电路和工作电路两部分组成,其中R0为热敏电阻,它的阻值随温度的升高而减小,开关S0和S都闭合时,电热水器开始加热,当电热水器中水的温度达到50℃时,电磁铁才会把衔铁吸下,使B、C两个触点接通,电热水器处于保温状态,此时电路中电流为0.1A。已知R1=44Ω。求:
(1)电热水器处于加热状态时工作电路的功率;
(2)当温度达到50℃后,通电100s,R2产生的热量。
21.如图1是小英设计的一种自动喂水器原理简化图,其中饮水槽甲和容器乙的底部通过细管连通,甲、乙均为薄壁柱形容器,底面积,。乙的底部安装有一个水位感应装置,主要由力敏元件R2构成(R2刚好铺满乙的底部),通过感知水对乙底部的压力来实现控制注水系统的进水口阀门的开与关,当甲的水位h≥15cm时,进水口阀门自动关闭,停止供水,如图2。R2的阻值随压力的变化关系如图3。当水位上升到时,控制电路中的电流为I1,此时将一个底面积为250cm2、高为20cm的柱形物块放入乙中,该物块静止时,甲的水位高为20cm,控制电路中的电流为I2,已知I1:I2=9:10。(R2的体积忽略不计,不计电磁铁线圈的电阻,甲、乙液面始终相平,整个过程物块保持竖直状态,且无水溢出,g取,)。求:
(1)当水位上升到15cm时,水对容器乙底部的压强。(2)R1的阻值。(3)物块的密度。
五、综合能力题(共3小题,共16分)
22.阅读短文,回答问题。
为延长蔬果保鲜时间,某同学帮助菜农设计了蔬果保鲜仓库的自动制冷装置,装置如图甲所示。控制电路中电源电压恒定,R1为热敏电阻,R1阻值随温度的变化关系如图乙所示,R2为定值电阻,阻值为5Ω,电磁铁线圈阻值忽略不计。当温度升高到5℃时,控制电路中电流达到100mA,衔铁吸下,制冷器启动工作;当电流降至37.5mA时,衔铁弹回,工作电路断开制冷器停止工作,如此进行间歇性循环工作。
(1)图甲电路中电磁继电器相当于一个 (选填“开关”或“电源”);通电后,电磁铁上端是 极;
(2)温度升高时,热敏电阻R1的阻值将 (选填“增大”或“减小”);
(3)若在控制电路中加一个电压表,使得温度升高时,电压表示数变大,应加在 (选填“R1”或“R2”)两端;
(4)该装置所控制的最低温度为 ℃;
(5)若要提高该装置所控制的最低温度,应更换R2,将R2的阻值 (选填“增大”或“减小”),但此时最高温和最低温的温度差可能将增大,理由是 。
23.阅读短文,回答问题:
为延长蔬果保鲜时间,某同学帮助菜农设计了蔬果保鲜仓库的自动制冷装置,装置如图甲所示。控制电路中电源电压恒定,R1为热敏电阻,R1阻值随温度的变化关系如图乙所示,R2为定值电阻,阻值为5Ω,电磁铁线圈阻值忽略不计。当温度升高到5℃时,控制电路中电流达到100mA,衔铁吸下,制冷器启动工作;当电流降至37.5mA时,衔铁弹回,工作电路断开,制冷器停止工作,如此进行间歇性循环工作。图丙为工作电路某1小时内制冷器功率与时间的关系图。请完成下列问题:
(1)图甲电路中电磁继电器相当于一个 (开关/电源);
(2)温度降低时,热敏电阻R1的阻值将 (增大/减小);
(3)该装置所控制的最低温度 ℃;
(4)一小时内,工作电路制冷器消耗的总电能 千瓦时;
(5)如果要提高该装置所控制的最低温度,应更换R2,将R2的阻值增大,但此时最高温和最低温的温度差可能将增大,理由是 。
24.通电螺线管的外部磁场与条形磁体周围磁场相似,如图1所示。
(1)螺线管实际上就是由多个单匝圆形线圈组成,通电螺线管的磁场可以看成由每一个单匝圆形通电线圈的磁场叠加而成,现有一单匝圆形通电线圈中的电流方向如图2所示,则其B端是 极(选填“N”或“S”)。
(2)地球周围存在磁场,则图3中地球上方为地磁 极(选填“N”或“S”)。
(3)有学者认为,地磁场是由于地球带电自转形成环形电流引起的,结合图1和图2分析推断:地球的环形电流方向与地球自转方向 (选填“相同”或“相反”)。物理学规定正电荷定向移动的方向为电流方向,那么地球带 (选填“正”或“负”)电。
试题 第4页(共6页) 试题 第5页(共6页) 试题 第6页(共6页)
试题 第1页(共6页) 试题 第2页(共6页) 试题 第3页(共6页)
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第十六章·基础通关
建议用时:90分钟,满分:100分
一、单项选择题(共7小题,每小题3分,共21分)
1.及时对所学知识进行梳理,是一种优秀的习惯。下面表格中的相关知识,完全正确的一组是( )
A.仪器与原理
实验室温度计
液体的热胀冷缩
验电器
异种电荷相互吸引
B.科学家与贡献
欧姆
欧姆定律
奥斯特
判断通电螺线管磁极方向
C.电磁学知识与运用
磁悬浮列车
磁极间相互作用
电炉子
电流的热效应
D.能源与材料及其特点
铅锑合金作为保险丝材料
铅锑合金熔点高
火箭用液氢做燃料
液氢的热值高
2.如图所示,科技小组同学在自制指南针活动中,用条形磁体将缝衣针磁化后,放在水中漂浮的一片树叶上。多次轻轻旋转树叶,待树叶静止后,观察到树叶的尖端总是指向南方。下列说法中正确的是( )
A.树叶尖端指向地磁场的南极 B.树叶尖端应标注为S极
C.树叶尖端会排斥磁体的N极 D.自制指南针周围存在着磁感线
3.如图所示,通电螺线管旁的小磁针静止在图示位置。关于该装置,下列说法正确的是( )
A.电源的右端是正极,电流方向从右到左
B.仅将电源正负极对调,通电螺线管的磁性强弱会发生改变
C.最终决定螺线管磁极的是电源正负极接法,与线圈绕向无关
D.该螺线管的右端为N极,依据是小磁针N极指向与磁场方向相同
4.如图是小高同学画出的条形磁体的磁场分布图,以下说法正确的是( )
A.小高所画的条形磁体的磁场根本不存在
B.该条形磁体的右端为N极,左端为S极
C.a处的磁场强弱与b处的磁场强弱相同
D.用细线悬吊条形磁体中间,静止时条形磁体的N极可以指向任意方向
5.下列关于磁场和磁感线的说法中正确的是( )
A.磁感线用来描述磁场的分布情况 B.磁感线越密的地方磁场的磁性越弱
C.小磁针S极指向即该点磁场方向 D.磁场和磁感线都是真实存在的
6.下列关于磁现象的叙述,其中正确的是( )
A.在磁体周围放入小磁针,磁体产生磁场,取走小磁针,磁体周围的磁场就消失了
B.某一点的磁场方向就是放在该点的小磁针北极受力方向
C.地磁场的磁感线是真实存在的,只是人眼看不到
D.磁感线是有方向的,在地磁场的磁感线都是从地理的北极出发,指向南极
7.某同学研究磁体周围的磁场情况时,将一根条形磁体放在水平桌面上,在它周围放置一些小磁针,小磁针的指向情况如图甲所示;将小磁针拿掉之后,在条形磁体上面放一块有机玻璃,在有机玻璃上均匀撒一层铁屑,轻轻敲打有机玻璃,可以看到铁屑的分布情况如图乙所示;根据图甲和图乙所示的实验现象,用磁感线描述条形磁体周围的磁场情况,如图丙所示。下列说法错误的是( )
A.图甲所示的实验,研究的是条形磁体周围的磁场方向特点
B.图乙所示的实验,研究的是条形磁体周围的磁场分布特点
C.图丙所示的条形磁体周围的磁感线,是人们为了描述磁场而建立的物理模型
D.由图丙可知,条形磁体周围的磁场是由磁感线组成的
二、填空题(共9小题,每空1分,共27分)
8.户外爱好者常佩戴具有指南针和GPS定位功能的运动手表,如图所示,指向地理北极的是指南针的 (选填“N”或“S”)极。手表的内部集成电路和芯片主要是由 材料制作而成的。手表从西安拿到西藏去,质量大小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
9.福州科技馆展出的磁动轮是根据异名磁极相互吸引的原理制成的,每个轮的边缘装有12个侧放的柱形磁体,如图所示。当推动A轮转动时,其他3个轮会随之转动,若A轮磁体外侧是N极,则C轮磁体外侧是 极。如果A轮逆时针转动,C轮将 (选填“顺”或“逆”,下同)时针转动,D轮将 时针转动。
10.如图所示,是一款磁吸式数据线,线体可以和不同型号的磁性充电头吸附对接,达到一线多头的使用效果,线体和磁性充电头吸附的原理是 磁极互相吸引;在给手机充电时,手机电池相当于 (选填“电源”或“用电器”),充电过程中的能量转化是电能转化为 。
11.图甲为热敏电阻的图像,图乙为用此热敏电阻和电磁继电器组成的一个简单恒温箱温控电路(U为恒压电源),继电器线圈的电阻为,图中的“电源”是恒温箱加热器的电源,当线圈中的电流大于或等于时,衔铁被吸合,加热器停止工作,实现温控.
(1)恒温箱内的加热器应接在 (选填“AB”或“CD”)端。
(2)要实现对之间任一温度的控制,该装置恒压电源至少为 ;若恒压电源为,则滑动变阻器的最大阻值至少为 。
12.如图所示,地磁场的形状跟条形磁体的磁场相似,地磁场的N极在地理 极附近。地理两极与地磁两极 ,世界上最早记述这一现象的人是我国宋代学者
13.将软铁棒AB夹在铁架台上,它不能吸引铁架台上的图钉,说明此时软铁棒 磁性。将条形磁体靠近软铁棒的端,如图所示,观察到软铁棒的端能吸引图钉,这一现象叫作 ,此时软铁棒的端应是 极。
14.将一条形磁体放在均匀撒满铁屑的玻璃板上,把磁体拿起来时,现象如图甲所示,则:
(1)条形磁体 的磁性最强, 的磁性最弱。磁体吸引能力最强的两个部位叫作 。
(2)若将该条形磁体分为两段,如图乙所示,则每段______(填字母)。
A.有一个磁极 B.没有磁极
C.有两个同名磁极 D.有两个异名磁极
15.小明将一根条形磁体悬挂起来,用另一根条形磁体靠近悬挂的磁体时,出现如图所示的现象。悬挂的磁体右端是 极;仅将手中条形磁体的N、S极对调,则两磁体会相互 (选填“吸引”或“排斥”)。
16.如图所示为模拟车辆出入自动控制闸的简化电路,车牌识别成功相当于图中开关S闭合,线圈的电阻及栏杆转动时的摩擦忽略不计,此时栏杆顺时针转动,线圈的上端是 (选填“N”或“S”)极;当将滑动变阻器滑片向上滑动时,开关闭合,则栏杆抬起的速度会 (选填“变快”或“变慢”),若电源电压下降,栏杆不能抬起,除了更换电源外,请你写出能使栏杆正常抬起的方法 (写出一种即可)。
三、实验题(共3小题,每空1分,共21分)
17.磁体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质。小蕊和小昌同学想探究磁体对回形针的吸引力的大小与放入它们之间的物体的哪些因素有关。请你参与探究并解决一些问题。
(1)如图a,保持磁体和纸片间的距离一定,在纸片上放上不同的物体时,通过比较纸片下面能吸附的回形针数量,比较磁体对回形针吸引力的大小。回形针的放置有图b中的甲、乙两种方法,依据 的条件,回形针在磁场中某点受到的吸引力等于它的重力,应选择图b中的 方法。
(2)选择正确的方法后,他们在纸片上分别放入形状、面积和厚度相同,材料不同的铁板、铝板等,观察能吸引的回形针个数,多次实验后将数据记录在下表中。
磁体与纸片之间放入的物体
不放物体
铁板
镍板
铝板
陶瓷板
玻璃板
塑料板
吸引回形针数量/个
4
1
1
3
3
3
3
①分析数据,可以得出其他条件相同时,放入铁板或镍板,吸引回形针的数量 ,说明铁板和镍板对吸引力的影响 ,即对磁性屏蔽效果明显。
②铁、镍、铝都是导体,而铝对磁性屏蔽效果不明显,原因可能是 。
(3)他们在纸片上分别放入形状和 相同、面积不同的铁板,发现铁板面积越大,吸住的回形针数量越少。
(4)日常生活中,磁卡常受外界磁场影响而出现消磁现象。请你根据含有铁、镍的物体对磁性屏蔽效果明显的性质,写出一种保护磁卡磁性的方法: (合理即可)。
18.小明用如图所示的装置探究“通电螺线管外部磁场的分布”。
(1)在螺线管四周不同的位置放置能自由转动的小磁针,小磁针静置后,闭合开关,发现小磁针发生偏转,说明通电螺线管周围存在 ;
①小磁针静止时的指向如图所示,根据磁现象知识可知,通电螺线管左端为 极。
②通过观察图中小磁针静止时的状态可知通电螺线管外部的磁场与 形磁体的磁场相似。
(2)将电源正负极对调,闭合开关,发现小磁针偏转方向与原来相反,说明通电螺线管外部磁场方向与 方向有关。
(3)根据题中信息判断a端应接电源的 极;小明将一铁芯插入螺线管中,其磁场强度会变 ;实验中,通电螺线管外部某点磁场方向可以用该点小磁针静止时 极所指方向表示。
19.某同学想探究电磁铁磁性的强弱与哪些因素有关,他连接了如图所示的电路进行实验。弹簧测力计下悬挂一根软铁棒P,电磁铁Q的匝数大于H的匝数,所绕的铜线规格相同。
(1)该实验是通过 来反映电磁铁磁性的强弱。
(2)当滑动变阻器滑片向左移动时,线圈中的电流 (选填“变大”或“变小”),观察到弹簧测力计的示数 (选填“增大”或“减小”),说明电磁铁磁性 (选填“增强”或“减弱”)。
(3)若探究电磁铁磁性的强弱与线圈匝数是否有关,可以用电磁铁H替换电磁铁Q,保持电磁铁与P的距离不变,同时调节滑动变阻器,控制 不变。观察到弹簧测力计的示数 (选填“增大”或“减小”),说明线圈匝数越 ,电磁铁磁性越强。
四、计算题(共2小题,共15分)
20.一个有加热和保温两种状态的微型电热水器,内部简化电路如图所示,它由控制电路和工作电路两部分组成,其中R0为热敏电阻,它的阻值随温度的升高而减小,开关S0和S都闭合时,电热水器开始加热,当电热水器中水的温度达到50℃时,电磁铁才会把衔铁吸下,使B、C两个触点接通,电热水器处于保温状态,此时电路中电流为0.1A。已知R1=44Ω。求:
(1)电热水器处于加热状态时工作电路的功率;
(2)当温度达到50℃后,通电100s,R2产生的热量。
21.如图1是小英设计的一种自动喂水器原理简化图,其中饮水槽甲和容器乙的底部通过细管连通,甲、乙均为薄壁柱形容器,底面积,。乙的底部安装有一个水位感应装置,主要由力敏元件构成(刚好铺满乙的底部),通过感知水对乙底部的压力来实现控制注水系统的进水口阀门的开与关,当甲的水位时,进水口阀门自动关闭,停止供水,如图2。的阻值随压力的变化关系如图3。当水位上升到时,控制电路中的电流为,此时将一个底面积为、高为的柱形物块放入乙中,该物块静止时,甲的水位高为,控制电路中的电流为,已知。(的体积忽略不计,不计电磁铁线圈的电阻,甲、乙液面始终相平,整个过程物块保持竖直状态,且无水溢出,g取,)。求:
(1)当水位上升到时,水对容器乙底部的压强。
(2)的阻值。
(3)物块的密度。
五、综合能力题(共3小题,共16分)
22.阅读短文,回答问题。
为延长蔬果保鲜时间,某同学帮助菜农设计了蔬果保鲜仓库的自动制冷装置,装置如图甲所示。控制电路中电源电压恒定,为热敏电阻,阻值随温度的变化关系如图乙所示,为定值电阻,阻值为,电磁铁线圈阻值忽略不计。当温度升高到时,控制电路中电流达到100mA,衔铁吸下,制冷器启动工作;当电流降至37.5mA时,衔铁弹回,工作电路断开制冷器停止工作,如此进行间歇性循环工作。
(1)图甲电路中电磁继电器相当于一个 (选填“开关”或“电源”);通电后,电磁铁上端是 极;
(2)温度升高时,热敏电阻的阻值将 (选填“增大”或“减小”);
(3)若在控制电路中加一个电压表,使得温度升高时,电压表示数变大,应加在 (选填“”或“”)两端;
(4)该装置所控制的最低温度为 ;
(5)若要提高该装置所控制的最低温度,应更换,将的阻值 (选填“增大”或“减小”),但此时最高温和最低温的温度差可能将增大,理由是 。
23.阅读短文,回答问题:
为延长蔬果保鲜时间,某同学帮助菜农设计了蔬果保鲜仓库的自动制冷装置,装置如图甲所示。控制电路中电源电压恒定,R1为热敏电阻,R1阻值随温度的变化关系如图乙所示,R2为定值电阻,阻值为5Ω,电磁铁线圈阻值忽略不计。当温度升高到5℃时,控制电路中电流达到100mA,衔铁吸下,制冷器启动工作;当电流降至37.5mA时,衔铁弹回,工作电路断开,制冷器停止工作,如此进行间歇性循环工作。图丙为工作电路某1小时内制冷器功率与时间的关系图。请完成下列问题:
(1)图甲电路中电磁继电器相当于一个 (开关/电源);
(2)温度降低时,热敏电阻R1的阻值将 (增大/减小);
(3)该装置所控制的最低温度 ℃;
(4)一小时内,工作电路制冷器消耗的总电能 千瓦时;
(5)如果要提高该装置所控制的最低温度,应更换R2,将R2的阻值增大,但此时最高温和最低温的温度差可能将增大,理由是 。
24.通电螺线管的外部磁场与条形磁体周围磁场相似,如图1所示。
(1)螺线管实际上就是由多个单匝圆形线圈组成,通电螺线管的磁场可以看成由每一个单匝圆形通电线圈的磁场叠加而成,现有一单匝圆形通电线圈中的电流方向如图2所示,则其B端是 极(选填“N”或“S”)。
(2)地球周围存在磁场,则图3中地球上方为地磁 极(选填“N”或“S”)。
(3)有学者认为,地磁场是由于地球带电自转形成环形电流引起的,结合图1和图2分析推断:地球的环形电流方向与地球自转方向 (选填“相同”或“相反”)。物理学规定正电荷定向移动的方向为电流方向,那么地球带 (选填“正”或“负”)电。
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第十六章·基础通关
建议用时:90分钟,满分:100分
一、单项选择题(共7小题,每小题3分,共21分)
1.及时对所学知识进行梳理,是一种优秀的习惯。下面表格中的相关知识,完全正确的一组是( )
A.仪器与原理
实验室温度计
液体的热胀冷缩
验电器
异种电荷相互吸引
B.科学家与贡献
欧姆
欧姆定律
奥斯特
判断通电螺线管磁极方向
C.电磁学知识与运用
磁悬浮列车
磁极间相互作用
电炉子
电流的热效应
D.能源与材料及其特点
铅锑合金作为保险丝材料
铅锑合金熔点高
火箭用液氢做燃料
液氢的热值高
【答案】C
【解析】A.实验室温度计的原理是液体的热胀冷缩,这一描述正确。验电器的工作原理是同种电荷相互排斥并非异种电荷相互吸引,因此“异种电荷相互吸引”的说法错误,故A不符合题意;
B.欧姆的主要贡献是总结出欧姆定律,这一描述正确。奥斯特的贡献是发现了电流的磁效应,而判断通电螺线管磁极方向的方法是安培定则,因此“奥斯特判断通电螺线管磁极方向”的说法错误,故B不符合题意;
C.磁悬浮列车利用磁极间的相互作用实现悬浮,这一描述正确。电炉子是利用电流的热效应工作的,这一描述正确,故C符合题意;
D.铅锑合金作为保险丝材料,是因为它的熔点低,便于在电流过大时自动熔断,因此“铅锑合金熔点高”的说法错误。火箭用液氢做燃料,其特点是热值高,这一描述正确,故D不符合题意。
故选C。
2.如图所示,科技小组同学在自制指南针活动中,用条形磁体将缝衣针磁化后,放在水中漂浮的一片树叶上。多次轻轻旋转树叶,待树叶静止后,观察到树叶的尖端总是指向南方。下列说法中正确的是( )
A.树叶尖端指向地磁场的南极 B.树叶尖端应标注为S极
C.树叶尖端会排斥磁体的N极 D.自制指南针周围存在着磁感线
【答案】B
【解析】A.地球周围存在地磁场,地磁场和自制指南针的磁场相互作用,待树叶静止后,观察到树叶的尖端总是指向南方,则树叶尖端指向地磁北极,故A错误;
B.树叶尖端指向地理的南极,指南针的“S”应标注在树叶尖端,故B正确;
C.树叶的尖端是指南针的S极,若用磁体的N极靠近树叶尖端,会相互吸引,故C错误;
D.自制指南针是磁体,磁体周围存在磁场,因此自制指南针周围存在磁场,磁感线是为了描述磁场而画出的线,实际并不存在,故D错误。
故选B。
3.如图所示,通电螺线管旁的小磁针静止在图示位置。关于该装置,下列说法正确的是( )
A.电源的右端是正极,电流方向从右到左
B.仅将电源正负极对调,通电螺线管的磁性强弱会发生改变
C.最终决定螺线管磁极的是电源正负极接法,与线圈绕向无关
D.该螺线管的右端为N极,依据是小磁针N极指向与磁场方向相同
【答案】D
【解析】A.根据小磁针静止时N极指向,可知螺线管右端为N极;由安培定则(右手握住螺线管,大拇指指向N极,四指指向电流方向),可判断电流从螺线管左端流入、右端流出,因此电源右端是负极,故A错误;
B.通电螺线管磁性的强弱与电流的大小、线圈的匝数和有无铁芯有关。仅将电源正负极对调,改变的是电流的方向,从而改变螺线管的磁极,但电流的大小不变(假设电源电压和电阻不变),线圈匝数和铁芯情况也不变,所以通电螺线管的磁性强弱不会发生改变,故B错误;
C.螺线管磁极由电流方向(电源正负极接法)和线圈绕向共同决定,并非仅由电源接法决定,故C错误;
D.小磁针静止时N极所指的方向为该点的磁场方向。图中,小磁针N极指向右,说明螺线管左端为S极,右端为N极,故D正确。
故选D。
4.如图是小高同学画出的条形磁体的磁场分布图,以下说法正确的是( )
A.小高所画的条形磁体的磁场根本不存在
B.该条形磁体的右端为N极,左端为S极
C.a处的磁场强弱与b处的磁场强弱相同
D.用细线悬吊条形磁体中间,静止时条形磁体的N极可以指向任意方向
【答案】B
【解析】A.小高所画的条形磁体的磁感线根本不存在,但磁场是真实存在的,故A错误;
B.在磁体外部,磁感线从N极出发回到S极,图中磁感线从右端出发回到左端,因此右端为N极,左端为S极,故B正确;
C.磁感线越密集,磁场强度越强,由图可知,a处的磁感线比b处的磁感线稀疏,因此a处的磁场强度比b处的弱,故C错误;
D.用细线悬吊条形磁体中间,因为地磁场的存在,所以静止时条形磁体的N极指向地理的北方,故D错误。
故选B。
5.下列关于磁场和磁感线的说法中正确的是( )
A.磁感线用来描述磁场的分布情况 B.磁感线越密的地方磁场的磁性越弱
C.小磁针S极指向即该点磁场方向 D.磁场和磁感线都是真实存在的
【答案】A
【解析】A.磁感线是为了形象、直观地描述磁场的分布情况,比如磁场的强弱、方向等,而引入的假想曲线,故A正确;
B.磁感线是为了形象描述磁场而引入的假想曲线,磁感线的疏密程度表示磁场的强弱,磁感线越密的地方,磁场的磁性越强,故B错误;
C.磁场方向的规定是,小磁针在磁场中静止时,N极所指的方向才是该点的磁场方向,并非S极,故C错误;
D.磁场是真实存在的,它对放入其中的磁体有力的作用;但磁感线是为了研究方便而假想出来的,并非真实存在,故D错误。
故选A。
6.下列关于磁现象的叙述,其中正确的是( )
A.在磁体周围放入小磁针,磁体产生磁场,取走小磁针,磁体周围的磁场就消失了
B.某一点的磁场方向就是放在该点的小磁针北极受力方向
C.地磁场的磁感线是真实存在的,只是人眼看不到
D.磁感线是有方向的,在地磁场的磁感线都是从地理的北极出发,指向南极
【答案】B
【解析】A.磁体周围存在一种物体,就是磁场,磁场虽然是看不见、摸不着的,但它会对放入它中的磁体产生力的作用。取走小磁针,我们不能直观地观察到磁场的存在,但放入其它的磁体,磁场依然能对其他的磁体产生力的作用。磁铁周围的磁场是永远存在的。故A错误;
B.我们对磁场的方向是这样定义的:磁场对放在该点的小磁针N极的作用力的方向就是该点的磁场方向。小磁针在磁场中静止时,北极的指向与北极的受力方向一致,就是该点的磁场方向,故B正确;
C.由于磁场是看不见、摸不着的,为了形象地描述磁场,而引入了磁感线的概念,它不是真实存在的,故C错误;
D.在磁体(包括地磁场这个大磁体)的外部,磁感线是从磁体的北极出来,回到南极,地磁场的北极在地理南极附近,地磁场的南极在地理北极附近,所以地磁场外部的磁感线是从地理的南极附近出发,指向地理北极附近,故D错误。
故选B。
7.某同学研究磁体周围的磁场情况时,将一根条形磁体放在水平桌面上,在它周围放置一些小磁针,小磁针的指向情况如图甲所示;将小磁针拿掉之后,在条形磁体上面放一块有机玻璃,在有机玻璃上均匀撒一层铁屑,轻轻敲打有机玻璃,可以看到铁屑的分布情况如图乙所示;根据图甲和图乙所示的实验现象,用磁感线描述条形磁体周围的磁场情况,如图丙所示。下列说法错误的是( )
A.图甲所示的实验,研究的是条形磁体周围的磁场方向特点
B.图乙所示的实验,研究的是条形磁体周围的磁场分布特点
C.图丙所示的条形磁体周围的磁感线,是人们为了描述磁场而建立的物理模型
D.由图丙可知,条形磁体周围的磁场是由磁感线组成的
【答案】D
【解析】A.图甲中,条形磁体周围不同位置上放一些小磁针,小磁针N极所指的方向不同,可以研究条形磁体周围的磁场方向特点,故A正确,不符合题意;
B.图乙中,利用撒在磁体周围的铁屑可以判断该磁体周围磁场的分布,故B正确,不符合题意;
C.图丙中,条形磁体周围的磁感线,是人们利用建模的方法画出来的并不真实存在的曲线,故C正确,不符合题意;
D.图丙中,为了描述磁场的分布引入了磁感线,磁感线其实不存在,故D错误,符合题意。
故选D。
二、填空题(共9小题,每空1分,共27分)
8.户外爱好者常佩戴具有指南针和GPS定位功能的运动手表,如图所示,指向地理北极的是指南针的 (选填“N”或“S”)极。手表的内部集成电路和芯片主要是由 材料制作而成的。手表从西安拿到西藏去,质量大小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 N 半导体 不变
【解析】[1]指南针的N极(北极)会指向地理北极(地理北极附近是地磁南极,异名磁极相互吸引)。
[2]集成电路和芯片的核心材料是半导体(如硅),半导体具有可控的导电性,适用于电子元件制造。
[3]质量是物体的固有属性,不随位置(从西安到西藏)的改变而变化,故质量不变。
9.福州科技馆展出的磁动轮是根据异名磁极相互吸引的原理制成的,每个轮的边缘装有12个侧放的柱形磁体,如图所示。当推动A轮转动时,其他3个轮会随之转动,若A轮磁体外侧是N极,则C轮磁体外侧是 极。如果A轮逆时针转动,C轮将 (选填“顺”或“逆”,下同)时针转动,D轮将 时针转动。
【答案】 S/南 顺 逆
【解析】[1]磁动轮是根据异名磁极相互吸引的原理制成的。A轮磁体外侧是N极,A轮与C轮相互吸引,所以C轮磁体外侧与A轮磁体外侧是异名磁极,故C轮磁体外侧是S极。
[2]当A轮逆时针转动时,由于A轮与C轮异名磁极相互吸引,C轮会受到A轮的吸引力而转动,C轮将顺时针转动。
[3]C轮顺时针转动,C轮与D轮异名磁极相互吸引,D轮会受到C轮的吸引力而转动,D轮将逆时针转动。
10.如图所示,是一款磁吸式数据线,线体可以和不同型号的磁性充电头吸附对接,达到一线多头的使用效果,线体和磁性充电头吸附的原理是 磁极互相吸引;在给手机充电时,手机电池相当于 (选填“电源”或“用电器”),充电过程中的能量转化是电能转化为 。
【答案】 异名 用电器 化学能
【解析】[1]磁体间的相互作用规律是“异名磁极相互吸引”,线体与磁性充电头通过异名磁极的吸引力实现吸附。
[2]在电路中,消耗电能的装置是用电器。给手机充电时,手机电池消耗电能,因此相当于用电器。
[3]充电过程中,电能转化为手机电池内部的化学能,储存起来供手机后续使用。
11.图甲为热敏电阻的图像,图乙为用此热敏电阻和电磁继电器组成的一个简单恒温箱温控电路(U为恒压电源),继电器线圈的电阻为,图中的“电源”是恒温箱加热器的电源,当线圈中的电流大于或等于时,衔铁被吸合,加热器停止工作,实现温控.
(1)恒温箱内的加热器应接在 (选填“AB”或“CD”)端。
(2)要实现对之间任一温度的控制,该装置恒压电源至少为 ;若恒压电源为,则滑动变阻器的最大阻值至少为 。
【答案】(1)AB;(2)3.8 170
【解析】(1)由图乙可知,衔铁被吸合,加热器停止工作,此时工作电路中AB被断开连接,故加热器应接在AB端。
(2)[1]已知线圈电阻为,线圈电流最小为
由图甲可知,热敏电阻的阻值随温度升高而降低,由串联分压可知,热敏电阻的阻值越大,分得的电压越大,所以当温度为50℃时,热敏电阻的阻值是90Ω,则恒压电源的电压至少为
[2]若恒压电源U为6V,此时电路中的总电阻为
当温度为150℃时,热敏电阻的阻值为30Ω,所以热敏电阻的阻值为30Ω,变阻器接入电路的阻值最大,变阻器的最大阻值
12.如图所示,地磁场的形状跟条形磁体的磁场相似,地磁场的N极在地理 极附近。地理两极与地磁两极 ,世界上最早记述这一现象的人是我国宋代学者
【答案】 南 不重合 沈括
【解析】[1]地球周围空间存在的磁场叫地磁场,地磁北极在地理南极附近;地磁南极在地理北极附近。
[2][3]地理两极跟地磁两极并不重合,这个夹角叫做磁偏角,我国宋代学者沈括是世界上最早准确记述这一现象的人。
13.将软铁棒AB夹在铁架台上,它不能吸引铁架台上的图钉,说明此时软铁棒 磁性。将条形磁体靠近软铁棒的端,如图所示,观察到软铁棒的端能吸引图钉,这一现象叫作 ,此时软铁棒的端应是 极。
【答案】 没有 磁化 S
【解析】[1]有磁性的物体可以吸引铁等物质,将软铁棒AB夹在铁架台上,它不能吸引铁架台上的图钉,说明此时软铁棒没有磁性。
[2][3]磁化是指原来没有磁性的物体获得磁性的过程。将条形磁体靠近软铁棒的端,观察到软铁棒的端能吸引图钉,说明此时软铁棒具有磁性,这一现象叫作磁化。同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,则此时软铁棒的端为N极,端应是S极。
14.将一条形磁体放在均匀撒满铁屑的玻璃板上,把磁体拿起来时,现象如图甲所示,则:
(1)条形磁体 的磁性最强, 的磁性最弱。磁体吸引能力最强的两个部位叫作 。
(2)若将该条形磁体分为两段,如图乙所示,则每段______(填字母)。
A.有一个磁极 B.没有磁极
C.有两个同名磁极 D.有两个异名磁极
【答案】(1)两端 中间 磁极;(2)D
【解析】(1)[1]由图甲可知,条形磁体两端吸引的铁屑最多,说明两端的磁性最强。
[2]磁体中间部位吸引的铁屑极少,说明中间的磁性最弱。
[3]磁体吸引能力最强的两个部位称为磁极。
(2)A.磁体无论分割成几段,每一段都会形成新的磁体,不可能只有一个磁极,故A不符合题意;
B.任何磁体都有磁极,分割后的磁体仍具有磁性,故B不符合题意;
C.分割后的磁体两端是异名磁极,并非同名磁极,故C不符合题意;
D.磁体具有“不可分割性”,任何一段磁体都有两个异名磁极,因此将条形磁体分为两段后,每段有两个异名磁极,故D符合题意。
故选D。
15.小明将一根条形磁体悬挂起来,用另一根条形磁体靠近悬挂的磁体时,出现如图所示的现象。悬挂的磁体右端是 极;仅将手中条形磁体的N、S极对调,则两磁体会相互 (选填“吸引”或“排斥”)。
【答案】 S 排斥
【解析】[1] 磁体间的相互作用规律是异名磁极相互吸引。由图可知,手中磁体的左端为N极与悬挂磁体的右端相互吸引,因此悬挂磁体的右端是S极。
[2]将手中磁体的N、S极对调后,手中磁体的左端变为S极与悬挂磁体的右端S极为同名磁极,根据磁体相互作用规律,两磁体会相互排斥。
16.如图所示为模拟车辆出入自动控制闸的简化电路,车牌识别成功相当于图中开关S闭合,线圈的电阻及栏杆转动时的摩擦忽略不计,此时栏杆顺时针转动,线圈的上端是 (选填“N”或“S”)极;当将滑动变阻器滑片向上滑动时,开关闭合,则栏杆抬起的速度会 (选填“变快”或“变慢”),若电源电压下降,栏杆不能抬起,除了更换电源外,请你写出能使栏杆正常抬起的方法 (写出一种即可)。
【答案】 S 变快 将滑动变阻器接入电路的阻值调小些
【解析】[1]由图可知,磁铁的下端为N极,由安培定则可知,开关闭合,电磁铁上端为S极,由于异名磁极相互吸引,则对磁铁有吸引力,栏杆会顺时针转动。
[2]当滑动变阻器滑片向上滑动时,电路中的电阻变小,电流变大,电磁铁对磁体的吸引力变大,栏杆转动速度变快。
[3]若电源电压下降,根据可知,在电阻不变时电路的电流较小,电磁铁的磁性较弱,吸引力较小,不能将磁体吸下来,栏杆不能抬起,此时可以将滑动变阻器的阻值调小些,增大电路的电流,电磁铁的磁性增强,将磁体吸下来,可以使栏杆正常抬起。
三、实验题(共3小题,每空1分,共21分)
17.磁体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质。小蕊和小昌同学想探究磁体对回形针的吸引力的大小与放入它们之间的物体的哪些因素有关。请你参与探究并解决一些问题。
(1)如图a,保持磁体和纸片间的距离一定,在纸片上放上不同的物体时,通过比较纸片下面能吸附的回形针数量,比较磁体对回形针吸引力的大小。回形针的放置有图b中的甲、乙两种方法,依据 的条件,回形针在磁场中某点受到的吸引力等于它的重力,应选择图b中的 方法。
(2)选择正确的方法后,他们在纸片上分别放入形状、面积和厚度相同,材料不同的铁板、铝板等,观察能吸引的回形针个数,多次实验后将数据记录在下表中。
磁体与纸片之间放入的物体
不放物体
铁板
镍板
铝板
陶瓷板
玻璃板
塑料板
吸引回形针数量/个
4
1
1
3
3
3
3
①分析数据,可以得出其他条件相同时,放入铁板或镍板,吸引回形针的数量 ,说明铁板和镍板对吸引力的影响 ,即对磁性屏蔽效果明显。
②铁、镍、铝都是导体,而铝对磁性屏蔽效果不明显,原因可能是 。
(3)他们在纸片上分别放入形状和 相同、面积不同的铁板,发现铁板面积越大,吸住的回形针数量越少。
(4)日常生活中,磁卡常受外界磁场影响而出现消磁现象。请你根据含有铁、镍的物体对磁性屏蔽效果明显的性质,写出一种保护磁卡磁性的方法: (合理即可)。
【答案】(1)二力平衡 乙;(2)较少 较大 铝不是磁性物质(或铝不能被磁化);(3)厚度;(4)将磁卡放入铁盒中
【解析】【小题1】[1][2]回形针在重力和磁体的吸引力作用下处于静止状态,所以这两个力是一对平衡力,故依据的是二力平衡条件。图b的乙方法中,回形针受到的重力和磁力作用在同一条直线上,故通过图b的乙方法下方能够吸引的回形针数量,可以比较吸引力的大小,能达到实验目的;而图b的甲方法中,回形针受到的重力和磁力不作用在同一条直线上,故通过在纸片下方吸引的回形针数量不能比较出吸引力的大小,不能达到实验目的,因此选择图b的乙方法;
【小题2】[1][2][3]①分析数据可以得出,其他条件相同时,放入铁板或镍板,吸引回形针的数量较少,说明铁板和镍板对吸引力的影响较大,即对磁性屏蔽效果明显;②铁、镍、铝都是导体,而铝对磁性屏蔽效果不明显,原因可能是铝不是磁性物质,不能被磁化;
【小题3】根据控制变量法的思路,要研究屏蔽效果与铁板面积的关系,必须保持铁板的形状、厚度一定,改变面积的大小,观察回形针被吸起的数目的多少;
【小题4】由于含有铁、镍的物体对磁性屏蔽效果明显,因此将磁卡放在铁盒中,磁性就能长时间保持了,此时磁卡不易受到外界磁场的影响。(合理即可)
18.小明用如图所示的装置探究“通电螺线管外部磁场的分布”。
(1)在螺线管四周不同的位置放置能自由转动的小磁针,小磁针静置后,闭合开关,发现小磁针发生偏转,说明通电螺线管周围存在 ;
①小磁针静止时的指向如图所示,根据磁现象知识可知,通电螺线管左端为 极。
②通过观察图中小磁针静止时的状态可知通电螺线管外部的磁场与 形磁体的磁场相似。
(2)将电源正负极对调,闭合开关,发现小磁针偏转方向与原来相反,说明通电螺线管外部磁场方向与 方向有关。
(3)根据题中信息判断a端应接电源的 极;小明将一铁芯插入螺线管中,其磁场强度会变 ;实验中,通电螺线管外部某点磁场方向可以用该点小磁针静止时 极所指方向表示。
【答案】(1)磁场 N 条;(2)电流;(3)正 强 N
【解析】(1)[1]小磁针原指示地磁场的南北,通电后小磁针发生偏转,说明通电螺线管周围有磁场,对小磁针有磁力的作用。
[2]由图可知,通电螺线管左端的小磁针N极指外,小磁针静止时N极的指向为磁场方向,说明通电螺线管左端的磁场方向向外,则通电螺线管的左端为N极。
[3]由图所示的铁屑分布情况可知,通电螺线管周围铁屑的分布情况与条形磁体周围磁场的分布情况相似。
(2)对调电源正负极,电路中电流方向改变,小磁针静止时N极所指方向也改变,说明通电螺线管外部的极性与电流的方向有关。
(3)[1]如图所示,根据小磁针静止时的N极指向,可判断通电螺线管左端为N极,根据安培定则,可判断电流从a流出,从b流回,因此a端应接电源的正极。
[2]在螺线管中插入一根铁芯,铁芯会被磁化,与通电螺线管的磁场叠加,其磁场会变强。
[3]物理学中规定,小磁针静止时N极所指的方向为该点的磁场方向。所以,实验中,通电螺线管外部某点磁场方向可以用该点小磁针静止时N极所指方向表示。
19.某同学想探究电磁铁磁性的强弱与哪些因素有关,他连接了如图所示的电路进行实验。弹簧测力计下悬挂一根软铁棒P,电磁铁Q的匝数大于H的匝数,所绕的铜线规格相同。
(1)该实验是通过 来反映电磁铁磁性的强弱。
(2)当滑动变阻器滑片向左移动时,线圈中的电流 (选填“变大”或“变小”),观察到弹簧测力计的示数 (选填“增大”或“减小”),说明电磁铁磁性 (选填“增强”或“减弱”)。
(3)若探究电磁铁磁性的强弱与线圈匝数是否有关,可以用电磁铁H替换电磁铁Q,保持电磁铁与P的距离不变,同时调节滑动变阻器,控制 不变。观察到弹簧测力计的示数 (选填“增大”或“减小”),说明线圈匝数越 ,电磁铁磁性越强。
【答案】(1)弹簧测力计示数的大小;(2)变大 增大 增强;(3)电流 减小 多
【解析】(1)由图分析可知,电磁铁磁性越强,对软铁棒的吸引力越大,弹簧测力计的示数就越大;反之,磁性越弱,示数越小。所以该实验是通过弹簧测力计的示数来反映电磁铁磁性的强弱。
(2)[1]当滑动变阻器滑片向左移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变小。根据欧姆定律,可知在电源电压不变的情况下,电阻变小,线圈中的电流变大。
[2][3]电磁铁的磁性强弱与电流大小有关,电路中的电流越大,电磁铁的磁性增强,对软铁棒的吸引力增大,所以观察到弹簧测力计的示数增大,这说明电磁铁磁性增强。
(3)[1]若探究电磁铁磁性的强弱与线圈匝数是否有关,需要控制电流不变。所以可以用电磁铁H替换电磁铁Q,保持电磁铁与P的距离不变,同时调节滑动变阻器,控制电流不变。
[2][3]由题意可知,在电流不变的情况下,用H替换Q后,线圈匝数减少,电磁铁磁性减弱,对软铁棒的吸引力减小,所以观察到弹簧测力计的示数减小,这说明线圈匝数越多,电磁铁磁性越强。
四、计算题(共2小题,共15分)
20.一个有加热和保温两种状态的微型电热水器,内部简化电路如图所示,它由控制电路和工作电路两部分组成,其中R0为热敏电阻,它的阻值随温度的升高而减小,开关S0和S都闭合时,电热水器开始加热,当电热水器中水的温度达到50℃时,电磁铁才会把衔铁吸下,使B、C两个触点接通,电热水器处于保温状态,此时电路中电流为0.1A。已知R1=44Ω。求:
(1)电热水器处于加热状态时工作电路的功率;
(2)当温度达到50℃后,通电100s,R2产生的热量。
【答案】(1)1100 W;(2)2.156×103J
【解析】(1)加热状态下,工作电路中只有电阻R1接在电源(220 V)上。R1=44 Ω,则由欧姆定律得电流
电路功率P=UI=220V×5A=1100W
(2)水温达到50℃后,由图可知,工作电路中两电阻串联,由欧姆定律可得电路中总电阻
由串联电路电阻规律有R=R1+R2,故R2=2200Ω−44Ω=2156Ω
在保温状态下,R2产生的热量
21.如图1是小英设计的一种自动喂水器原理简化图,其中饮水槽甲和容器乙的底部通过细管连通,甲、乙均为薄壁柱形容器,底面积,。乙的底部安装有一个水位感应装置,主要由力敏元件构成(刚好铺满乙的底部),通过感知水对乙底部的压力来实现控制注水系统的进水口阀门的开与关,当甲的水位时,进水口阀门自动关闭,停止供水,如图2。的阻值随压力的变化关系如图3。当水位上升到时,控制电路中的电流为,此时将一个底面积为、高为的柱形物块放入乙中,该物块静止时,甲的水位高为,控制电路中的电流为,已知。(的体积忽略不计,不计电磁铁线圈的电阻,甲、乙液面始终相平,整个过程物块保持竖直状态,且无水溢出,g取,)。求:
(1)当水位上升到时,水对容器乙底部的压强。
(2)的阻值。
(3)物块的密度。
【答案】(1)1500Pa;(2)50Ω;(3)0.8 × 10³ kg/m³
【解析】(1)水对容器乙底部的压强为
(2)当水位为时,水对容器乙底部的压力为
由图3可知,当时,力敏元件的电阻
根据欧姆定律,此时控制电路中的电流为……①
当柱形物块放入乙中后,水位升高至
水面上升的高度
物块排开水的体积等于水在甲、乙两容器中上升的总体积,设物块浸入水中的体积为
物块浸入水中的深度为
物块浸入水中的深度为,物块的高度,物块浸入水中的深度小于物块的高度,所以物块漂浮在水面上,物块漂浮时,对容器乙底部没有额外的压力。
此时水对容器乙底部的压强为
水对容器乙底部的压力为
由图3可知,当时,力敏元件的电阻
此时控制电路中的电流为……②
由题意可知……③
联立①②③可得
(3)由小问2可知,物块漂浮在水面上,其重力等于所受的浮力。
物块受到的浮力为
所以物块的重力
物块的质量为
物块的体积为
物块的密度为
五、综合能力题(共3小题,共16分)
22.阅读短文,回答问题。
为延长蔬果保鲜时间,某同学帮助菜农设计了蔬果保鲜仓库的自动制冷装置,装置如图甲所示。控制电路中电源电压恒定,为热敏电阻,阻值随温度的变化关系如图乙所示,为定值电阻,阻值为,电磁铁线圈阻值忽略不计。当温度升高到时,控制电路中电流达到100mA,衔铁吸下,制冷器启动工作;当电流降至37.5mA时,衔铁弹回,工作电路断开制冷器停止工作,如此进行间歇性循环工作。
(1)图甲电路中电磁继电器相当于一个 (选填“开关”或“电源”);通电后,电磁铁上端是 极;
(2)温度升高时,热敏电阻的阻值将 (选填“增大”或“减小”);
(3)若在控制电路中加一个电压表,使得温度升高时,电压表示数变大,应加在 (选填“”或“”)两端;
(4)该装置所控制的最低温度为 ;
(5)若要提高该装置所控制的最低温度,应更换,将的阻值 (选填“增大”或“减小”),但此时最高温和最低温的温度差可能将增大,理由是 。
【答案】(1)开关 S;(2)减小;(3);(4)2;(5)增大 温度越高,阻值变化越慢
【解析】(1)[1]电磁继电器的作用相当于一个开关,用来控制工作电路的通断。
[2]当开关闭合后,电流从电磁铁的上端流入,根据安培定则可知,电磁铁的下端为N极,上端为S极。
(2)由图乙可知,温度升高时,热敏电阻的阻值减小。
(3)两电阻串联,温度升高时,电阻变小,电路中电流变大,电阻不变,由可知两端电压变大,所以电压表应加在两端。
(4)当温度升高到时,,控制电路中电流达到
由欧姆定律得,电源电压为
制冷器启动工作时温度降低,当制冷器停止工作时该装置所控制的温度最低,此时电路中的电流为
此时电路中的总电阻为
热敏电阻
由图乙可知,热敏电阻的阻值为时,温度为。
(5)[1][2]提高该装置所控制的最低温度,电阻变小,若要保持电流降至37.5mA时,衔铁弹回,工作电路断开,应增大的阻值,此时温度差会变大,由图乙可知,温度越高,阻值变化越慢。
23.阅读短文,回答问题:
为延长蔬果保鲜时间,某同学帮助菜农设计了蔬果保鲜仓库的自动制冷装置,装置如图甲所示。控制电路中电源电压恒定,R1为热敏电阻,R1阻值随温度的变化关系如图乙所示,R2为定值电阻,阻值为5Ω,电磁铁线圈阻值忽略不计。当温度升高到5℃时,控制电路中电流达到100mA,衔铁吸下,制冷器启动工作;当电流降至37.5mA时,衔铁弹回,工作电路断开,制冷器停止工作,如此进行间歇性循环工作。图丙为工作电路某1小时内制冷器功率与时间的关系图。请完成下列问题:
(1)图甲电路中电磁继电器相当于一个 (开关/电源);
(2)温度降低时,热敏电阻R1的阻值将 (增大/减小);
(3)该装置所控制的最低温度 ℃;
(4)一小时内,工作电路制冷器消耗的总电能 千瓦时;
(5)如果要提高该装置所控制的最低温度,应更换R2,将R2的阻值增大,但此时最高温和最低温的温度差可能将增大,理由是 。
【答案】(1)开关;(2)增大;(3)2;(4)1.8;(5)温度越高,R1阻值变化越慢
【解析】(1)电磁继电器的作用相当于一个开关,用来控制电路的通断。
(2)根据乙图可知,温度降低时,热敏电阻R1的阻值将变大。
(3)当温度升高到5℃时,热敏电阻的阻值为25Ω,控制电路中电流达到100mA,可得控制电路的电源电压为
制冷器启动工作时温度降低,当制冷器停止工作时该装置所控制的温度最低,此时电路中的电流为37.5mA;此时电路中的总电阻为
热敏电阻的阻值为
由图乙可知,此时温度为2℃。
(4)根据丙图可知,工作电路制冷器1h内工作的时间为
工作电路制冷器消耗的总电能为
(5)提高该装置所控制的最低温度,R1电阻变小,若要保持电流降至37.5mA时,衔铁弹回,工作电路断开,应增大R2的阻值,此时温度差会变大,由图乙可知,温度越高,R1阻值变化越慢。
24.通电螺线管的外部磁场与条形磁体周围磁场相似,如图1所示。
(1)螺线管实际上就是由多个单匝圆形线圈组成,通电螺线管的磁场可以看成由每一个单匝圆形通电线圈的磁场叠加而成,现有一单匝圆形通电线圈中的电流方向如图2所示,则其B端是 极(选填“N”或“S”)。
(2)地球周围存在磁场,则图3中地球上方为地磁 极(选填“N”或“S”)。
(3)有学者认为,地磁场是由于地球带电自转形成环形电流引起的,结合图1和图2分析推断:地球的环形电流方向与地球自转方向 (选填“相同”或“相反”)。物理学规定正电荷定向移动的方向为电流方向,那么地球带 (选填“正”或“负”)电。
【答案】(1)S;(2)S;(3)相反 负
【解析】(1)根据安培定则,用右手握住单匝线圈,四指弯向电流的方向,大拇指指向单匝线圈的上端,所以上端为N极,B端是S极。
(2)由于地磁N极在地理南极附近,地磁S极在地理北极附近,所以图3中地球上方为地磁S极。
(3)[1]由于地磁北极在地理南极附近,根据安培定则,拇指指向N极,四指的方向为电流的方向,所以电流自东向西,与地球自转的方向相反。
[2]物理学规定正电荷定向移动方向为电流方向,电流自东向西,与地球自转的方向相反,所以地球带负电。
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